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西门子FM452控制器模块
西门子产品订货号：6ES7452-1AH00-0AE0

西门子产品价格：98  RMB

西门子产品净重：0.370 Kg

西门子产品承诺：质保一年，原装*

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概述

S7-400 是 SIMATIC 控制器家族功能zui为强大的 PLC。它可以成功实现全集成自动化 (TIA) 解决方案。S7-400 是一个用于制造业和过程工业系统解决方案的自动化平台，其主要特点是具有模块化的结构并拥有性能储备。

S7-400

• 中端到性能范围内功能强大的 PLC
• 可满足要求极为苛刻的任务的解决方案
• 模块和各种性能等级 CPU 可针对具体自动化任务进行调整
• 可实现分布式结构，适用十分灵活
• 连接方便
• *通信和联网功能
• 操作方便，设计简单，不含风扇
• 任务增加时可顺利扩展
• 多重计算：
  多个 CPU 在一个 S7-400 *控制器中同时运行。
  多重计算功能可对 S7-400 的总体性能进行分配。例如，可将复杂的技术任务（如开环控制、计算或通信）进行拆分并分配给不同的 CPU。可以为每个 CPU 分配自己的 I/O。
• 模块化：
  通过功能强大的 S7-400 背板总线和可直接连接到 CPU 的通信接口，可实现许多大量通信线路的高性能操作。例如，这样可以拥有一条用于 HMI 和编程任务的通信线路、一条用于高性能等距运动控制组件的通信线路和一条“正常”I/O 现场总线。另外，还可以实现额外需要的与 MES/ERP 系统或 Internet 的连接。
• 工程组态和诊断：
  结合使用 SIMATIC 工程组态工具，可极为高效地对 S7-400 进行组态和编程，尤其对于采用高性能工程组件的广泛自动化任务。为此，可以使用高级语言（如 SCL）以及用于顺序控制、状态图和工艺图的图形化组态工具。

S7-400H

• 具有冗余设计的高可用性自动化系统。
• 用于具有很高故障安全要求的应用：
  重新启动成本很高、停产代价高昂、几乎不需要监视且维护选项较少的过程。
• 冗余设计的功能
• 提高 I/O 的可用性：切换式 I/O 配置
• 也可使用具有标准可用性的 I/O：单侧配置
• 热后备：发生故障时，自动切换到备用设备。
• 包含 2 个单独机架或一个分隔式*机架的配置
• 通过冗余 PROFIBUS DP 或系统冗余 PROFINET I/O 来连接切换式 I/O。

S7-400F/FH

• 故障安全型自动化系统，适用于具有很高安全要求的工厂
• 符合相关标准的安全要求（IEC 61508 的 SIL 3、DIN V 19250 的 AK6 以及EN 954-1 的 Cat.4）
• 如果需要，也可通过冗余设计来实现容错
• 不对安全相关 I/O 进行额外接线
• 通过采用 PROFIsafe 行规的 PROFIBUS DP 实现安全通信
• 基于带有故障安全模块的 S7-400H 和分布式 ET 200 I/O
• 适用于非安全相关应用的标准模块也可以在自动化系统中使用
• 隔离模块用于在一个 ET 200M 的安全模式下组合使用故障安全模块和标准模块。

西门子产品订货号：6ES7452-1AH00-0AE0

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基于Modbus协议实现单片机与PLC之间的通讯

　　1 引言

　　hmi(人机界面)以其体积小，高性能，强实时等特点，越来越多的应用于工业自动化系统和设备中。它有字母、汉字、图形和图片等不同的显示，界面简单友好。配有长寿命的薄膜按钮键盘，操作简单。它一般采用具有集成度高、速度快、高可靠且价格低等优点的单片机[1]作为其核心控制器，以实现实时快速处理。 plc和单片机结合不仅可以提plc的数据处理能力，还可以给用户带来友好简洁的界面。本文以modbus通讯协议为例，详细讨论了一个人机系统中，如何 用c51实现单片机和plc之间通讯的实例。

　　2 modbus通讯协议[4]

　　modbus协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络和其它设备之间可以通信。

　　modbus协议提供了主—从原则，即仅一设备(主设备)能初始化传输(查询)。其它设备(从设备)根据主设备查询提供的数据作出相应反应。主设备查询的格式:设备地址(或广播，此时不需要回应)、功能代码、所有要发送的数据、和一错误检测域。从设备回应消息包括确认地址、功能码、任何要返回的数据、和一 错误检测域。如果在消息接收过程中发生一错误，或从设备不能执行其命令，从设备将建立一错误消息并把它作为回应发送出去。

　　控制器能设置为两种传输模式:ascii和rtu，在同样的波特率下，rtu可比ascii方式传送更多的数据，所以采用ktu模式。

　　(1) 典型的rtu消息帧

　　典型的rtu消息帧如表1所示。

　　rtu消息帧的地址域包含8bit。可能的从设备地址是0...127(十进制)。其中地址0是用作广播地址，以使所有的从设备都能认识。主设备通过将要联络的从设备的地址放入消息中的地址域来选通从设备。当从设备发送回应消息时，它把自己的地址放入回应的地址域中，以便主设备知道是哪一个设备作出回应。

　　rtu消息帧中的功能代码域包含了8bits，当消息从主设备发往从设备时，功能代码域将告之从设备需要执行哪些行为;当从设备回应时，它使用功能代码域 来指示是正常回应(无误)还是有某种错误发生(称作异议回应，一般是将功能码的zui高位由0改为1)。

　　从主设备发给从设备消息的数据域包含附加的信 息:从设备必须用于进行执行由功能代码所定义的行为。这包括了像不连续的寄存器地址，要处理项的数目，域中实际数据字节数。如果没有错误发生，从从设备返回的数据域包含请求的数据。如果有错误发生，此域包含一异议代码，主设备应用程序可以用来判断采取下一步行动。

　　当选用rtu模式作字符帧时，错误检测域包含一16bits值(用两个8位的字符来实现)。错误检测域的内容是通过对消息内容进行循环冗长检测(crc) 方法得出的。crc域附加在消息的zui后，添加时先是低字节然后是高字节。

　　(2) 所有的modbus功能码

　　modbus的功能码定义如表2所示。

 　　3 常用功能通讯程序的设计[5]

　　本文介绍了几个modbus常用功能程序的设计。笔者采用单片机作为主机，在单片机上编写程序实现单片机与plc之间的通讯。由单片机向plc发出命令信 息，plc自动作出回应。plc通过单片机的串行通讯口通讯，程序用c51实现。程序的子函数及其功能:

　　(1) 串口初始化

　　void protocolinit(void)

　　函数功能:串口设置为异步通讯方式1(起始位1位，数据位8位，停止位1位);定时/计数器1设置为波特率发生器，通讯速率 9600bps;开串行中断，并把串行中断设置为高优先级。

　　(2) crc简单函数

　　unsigned char crc16(unsigned char *puchmsg, unsigned char usdatalen)

　　函数功能:先调入一值是全 “1”的16位寄存器，然后调用一过程将消息中连续的8位字节各当前寄存器中的值进行处理。每个8位字符都单独和寄存器内容相或(or)，结果向zui低有效 位方向移动，zui高有效位以0填充。lsb被提取出来检测，如果lsb为1，寄存器单独和预置的值或一下，如果lsb为0，则不进行。整个过程要重复8次。在zui后一位(第8位)完成后，下一个8位字节又单独和寄存器的当前值相或。zui终寄存器中的值，是消息中所有的字节都执行之后的crc值。

　　(3) 初始化变量

　　void initvar(void)

　　函数功能:初始化所有过程变量。

　　(4) 串行中断服务程序

　　void protocolserialprocess(void) interrupt 4 using 2

　　函数功能:发送中断发送主机形成的命 令数组，发送完后置标志位;接收中断接收plc返回的响应数组，存入接收数组，并置标志位，且假设响应正确，留待主机处理。

　　(5) 读n个位变量(线圈)

　　void protocolread_bit(unsigned char deviceaddr/* plc局号*/, unsigned char regtype/*寄存器类型*/, unsigned int bitaddr/*起始地址*/, unsigned char subaddr/*子地址*/, unsigned int bitnum/*位数*/)

　　函数功能:根据函数参数，形成读n个位变量的 命令数组，启动发送。等待发送完并接收完(如超时未接收完则重新发送)。分析接收数组:正确，保存读取的数据;错误，重新发送。

　　(6) 写一个位变量

　　void protocolsetbit(unsigned char deviceaddr/* plc局号*/, unsigned char regtype/*寄存器类型*/, unsigned int bitaddr/*地址*/, unsigned char subaddr/*子地址*/, unsigned int clrset/*写值“1”或“0”*/)

　　函数功能:根据函数参数，形成 置某位变量为“1”或“0”的命令数组，启动发送。等待发送完并接收完(如超时未接收完则重新发送)。分析接收数组:正确，返回;错误，重新发 送。

　　(7) 读n个字节变量

　　void protocolreadbyte(unsigned char deviceaddr/* plc局号*/, unsigned char regtype/*寄存器类型*/, unsigned int regaddr/*起始地址*/, unsigned char subaddr/*子地址*/, unsigned int regnum/*个数*/)

　　函数功能:根据函数参数，形成读n个字节变量的命令数组，启动发送。等待发送完并接收完(如超时未接收完则重新发 送)。分析接收数组:正确，保存读取的数据;错误，重新发送。

　　(8) 写n个字节变量

　　void protocolsetbyte(unsigned char deviceaddr/* plc局号*/, unsigned char regtype/*寄存器类型*/, unsigned int regaddr/*起始地址*/, unsigned char subaddr/*子地址*/, unsigned int regnum/*个数*/)

　　函数功能:根据函数参数，形成写n个字变量的命令数组 (要写的数从某参数数组中读取)，启动发送。等待发送完并接收完(如超时未接收完则重新发送)。分析接收数组:正确，返回;错误，重新发送。